铵态氮对生物过滤塔甲烷净化性能的影响及其微生物学机理

作者：刘臻岳; 范玉婧; 陈苗苗; 姚惠娇; 高志岭; 刘春敬^*; 谢建治; 耿仕呈; 代宇菲

来源：环境工程学报, 2023, 17(03): 1001-1010.

• 铵态氮
• CH4氧化
• 生物过滤
• 宏基因组

氮源是生物过滤塔高效稳定净化甲烷(CH4)废气的关键因素，然而关于畜禽养殖废水中铵氮是否可以作为除CH4生物过滤塔氮源以及相应的作用机制尚不明晰。启动并成功运行2个生物过滤塔BF＿no (对照，无氮源)和BF＿A (铵态氮为氮源)，比较分析了不同停留时间(EBRT)下，2个生物过滤塔的CH4净化性能，并采用宏基因组技术解析了铵态氮影响生物过滤塔CH4净化性能的微生物学机理。结果表明，生物过滤塔BF＿A的CH4去除性能优于生物过滤塔BF＿no，当EBRT为44 min时，BF＿A的CH4去除效率稳定在80%以上，而生物过滤塔BF＿no的CH4去除效率不足70%。宏基因组分析结果表明：BF＿no和BF＿A具有显著不同的微生物群落结构，其中硝化螺旋菌门(Nitrospirae)是生物过滤塔BF＿A中的特有菌属。生物过滤塔BF＿A中与硝化过程相关的amoA和hao基因，以及与CH4氧化相关的fae、mtdA和fmdA基因相对丰度均显著高于BF＿no (P≤0.05)，证明以铵态氮为氮源的生物过滤塔BF＿A中不仅具有较高的硝化能力，还具有较高的CH4氧化能力。本研究结果可为生物过滤法净化畜禽养殖含CH4废气和液态养殖粪污的综合利用提供参考。

• 单位
  河北农业大学